铁道概论-中国铁道出版社

校企协作新形态立体化教材

高等学校教材

铁道

概

论

王海星 主编

佟立本聂磊主审

2020年•北京

图书在版编目（CIP）数据

铁道概论/王海星主编.—北京:中国铁道出版社有限

公司，2020.7

校企协作新形态立体化教材高等学校教材

ISBN 978-7-113-27076-6

Ⅰ.①铁… Ⅱ.①王… Ⅲ.①铁路工程-概论-高等学校-教材

②铁路运输-概论-高等学校-教材 Ⅳ.①U2

 中国版本图书馆CIP数据核字（2020）第126269号

书名：铁道概论

作者：王海星

策划：金锋

责任编辑：金锋电话：（010）51873125电子信箱：jinfeng88428@163.com

封面设计：郑春鹏

责任校对：王杰

责任印制：樊启鹏

出版发行：中国铁道出版社有限公司（100054，北京市西城区右安门西街8号）

网址：

印刷：北京柏力行彩印有限公司

版次：2020年7月第1版 2020年7月第1次印刷

开本：787mm×1092mm1/16 印张：27.5 字数：628千

书号：ISBN978-7-113-27076-6

定价：88.00元

版权所有侵权必究

凡购买铁道版图书，如有印制质量问题，请与本社读者服务部联系调换。电话：（010）51873174（发行部）

打击盗版举报电话：市电（010）51873659，路电（021）73659，传真（010）63549480

前

“交通强国、铁路先行”。近年来，中国铁路秉承“人民铁路为

人民”的宗旨，不忘初心，牢记使命，努力奔跑，追梦前行，取得了言

巨大的成绩。中国建成了现代化的铁路网和发达的高铁网，中国铁路

电气化率、客运周转量、货运发送量、换算周转量、运输密度等指标

位居世界第一。中国铁路正逐步“领跑”世界，成为展示我国综合实

力的靓丽名片。随着中国铁路的迅猛发展，路网规模持续扩大，各种

新技术、新设备相继应用，铁路的组织体系也不断优化和完善。为更

好地适应中国铁路发展，不断满足铁路行业对基础专业教材的需要，

根据最新的铁路规章、标准，我们科学梳理篇章架构，整合客货共线

铁路、高速铁路、城际铁路、重载铁路的知识内容，规范开展了本

书的编写工作。

“铁道概论”作为铁路高等院校各专业开设的一门共同基础课,

在整个课程体系中居于首要地位，它为铁路各专业的学生学习铁路

相关专业课提供必要的基础知识。

本书全面介绍了铁路沿革及发展，厘清了铁路发展脉络，结合

铁路最新规章规范和研究成果，完整阐述了铁路运输技术、装备及

组织的基础知识与原理，充分展示了铁路的最新成就（新技术、新

设备、新管理模式等）、铁路管理架构，科学解释了铁路的热点、难

点问题。全书包括绪论、铁路运输基本设备、铁路运输组织与安全

管理等3篇共14章，对现代交通运输、铁路的建设与发展、铁路管

理、铁路线路、牵引供电系统、机车车辆、车站、信号与通信设备、

运输组织及安全管理等内容进行了系统阐释。

本书条理清晰、文字精炼、深入浅出、图文并茂，为满足“互

联网+”及建立立体化教材等需求，以扫描二维码、建立课程平台

及网上试题平台等形式补充了大量的文字、图片、PPT及视频等教

学资源，可作为高等院校铁路相关专业学生及铁路工作人员了解铁

路知识的首选教材。本书内容广泛，相关资料众多，涉及铁路各专

业的管理和技术层面，参考数十个规章、标准，关联主

要名词术语400余个。本书可为铁路行业院校教学及铁

路企业相关培训提供有力支撑。通过本书的学习，读者

可掌握铁路的基本概念、基本构造和基本工作原理，理主要名词

解各种铁路设备之间的相互关系，熟悉铁路的管理架构术语

·i·

铁道概论

和发展脉络，了解中国铁路发展的新技术和新趋势，开拓知识面，为今后学习专业课及

从事铁路行业相关工作打下一个良好的基础。

本书由北京交通大学编写团队创作完成，王海星任主编，佟立本、聂磊任主审。王

海星编写了第1篇第1章、第2章、第3章，第2篇第1章、第2章、第3章、第4章、

第5章、第7章；王海星、李得伟共同编写了第2篇第6章，第3篇第1章、第2章、第

3章；王海星、肖贵平共同编写了第3篇第4章。

国家铁路局对本书的编写提供了资助，并多次针对本书进行专题研讨，为准确把握

编写方向做了大量工作。

在稿件审阅过程中，北京交通大学佟立本、聂磊教授分别从不同角度对本书进行了

细致、专业的审定，为本书的完善倾注了大量的心血。为确保专业性与权威性，本书采

用校企合作的方式，中国铁路北京局集团有限公司科信、安监、运输、工务、电务、货

运、客运、供电、机车、车辆、动车等多个专业的陈同喜、李亮、陈国成、解立群、李

卫东、李云红、李占胜、刘川河、孙瑞民、魏磊、吴海青、吴兴军、徐华、姚磊、张玉

珠等20余名同志，从实用角度对有关内容进行了深入审查，提出细致专业的修改意见。

同时，国家铁路局规划和标准院魏众，中国国家铁路集团有限公司贾亚民，中国铁路集装

箱有限公司王德占，北京交通大学韩宝明、付慧伶、佟璐、张琦等，天津铁道职业技术学

院林桂清也对本书提出了宝贵的意见。

本书参阅了海量的参考资料，在搜集铁路相关规章、标准、统计数据及调研的过程

中，国家铁路局规划和标准院魏众，中国国家铁路集团有限公司褚德志，中国铁路北京

局集团有限公司陈同喜，中国铁路广州局集团有限公司孔德明，北京交通大学乐逸祥、

肖宏，中国铁建股份有限公司贾明涛，辽宁铁道职业技术学院刘建军、张胜平，广州铁

路职业技术学院曾险峰提供了无私的帮助。

在本书编制的调研过程中，得到了国家铁路局，中国国家铁路集团有限公司，中国

铁路北京、上海、西安、广州等铁路局集团有限公司，辽宁、天津、南京、广州、西安、

新疆铁道（铁路）职业技术学院等单位及相关人员的支持。

在本书资料搜集整理过程中，北京交通大学王翔宇、梁倩倩、安贺路、李超、田园

兰朵、刘威东、龙宇轩、黄悦、渠静、杨珂、赵鹏、于婕、钱蕾、李佳欣、杨笑、杨君

仪等同学为书稿的基础工作投入了大量的精力。

对于上述所有支持和帮助深致谢意！

此外，本书广泛参考了国内外大量的文献资料，在此，谨向这些文献资料的作者和

出版单位表示衷心的感谢！

本书涉及内容广泛，相关资料众多，因水平有限，书中不妥之处，敬请批评指正。

编者

2020年5月23日

·ii·

目

第一篇绪论录

第一章现代交通运输...................................................002

第一节交通运输的分类及作用................................................002

第二节交通运输的技术经济特征及适用范围........................005

第三节中国交通运输的发展....................................................014

复习思考题....................................................................................021

第二章铁路的发展.......................................................022

第一节世界铁路的发展............................................................022

第二节中国铁路的发展............................................................030

复习思考题....................................................................................045

第三章铁路的分类与管理............................................046

第一节铁路的分类....................................................................046

第二节中国铁路的建设运营与管理........................................059

复习思考题....................................................................................074

第二篇铁路运输基本设备

第一章铁路线路...........................................................076

第一节概述........................................................................076

第二节铁路线路的平面和纵断面............................................079

第三节路基和桥隧建筑物........................................................089

第四节轨道........................................................................106

·I·

铁道概论

第五节限界.............................................................................................................126

第六节线路的检查维修及其现代化.............................................................................130

复习思考题.........................................................................................................................135

第二章牵引供电系统................................................................................136

第一节概述.............................................................................................................136

第二节牵引供电系统的供电方式.................................................................................137

第三节接触网及其供电方式.........................................................................................140

第四节供电工作及供电安全检测监测系统（6C）.......................................................142

复习思考题.........................................................................................................................146

第三章铁路车辆与自轮运转特种设备.......................................................147

第一节车辆分类与用途.................................................................................................147

第二节铁路车辆的基本组成及列尾装置.....................................................................155

第三节车辆的标记、参数和尺寸.................................................................................168

第四节车辆的检测维修与运行安全监控技术.............................................................175

第五节自轮运转特种设备.............................................................................................184

复习思考题.........................................................................................................................185

第四章 铁路机车........................................................................................186

第一节 概述.............................................................................................................186

第二节 内燃机车.............................................................................................................189

第三节 电力机车.............................................................................................................195

第四节 机车的管理检修及安全防护、同步操纵技术.................................................199

复习思考题.........................................................................................................................204

第五章 动车组...........................................................................................205

第一节 概述.............................................................................................................205

第二节 我国主型动车组及其命名标记.........................................................................206

第三节 动车组的主要构成.............................................................................................214

第四节 动车组的检修及运行安全监控系统.................................................................231

复习思考题.........................................................................................................................232

第六章 铁路车站........................................................................................233

第一节 概述.............................................................................................................233

·II·

目录

第二节 中间站、会让站、越行站.................................................................................242

第三节 区 段 站.............................................................................................................245

第四节 编 组 站.............................................................................................................249

第五节 客 运 站.............................................................................................................258

第六节 货运场站.............................................................................................................262

第七节 重载铁路车站.....................................................................................................267

第八节 铁路枢纽.............................................................................................................270

复习思考题.........................................................................................................................274

第七章 信号与通信设备.............................................................................276

第一节 铁路基本信号设备.............................................................................................276

第二节信号基础设备.....................................................................................................294

第三节 联锁设备.............................................................................................................300

第四节 区间闭塞设备.....................................................................................................308

第五节 列车运行控制系统.............................................................................................314

第六节 铁路通信设备.....................................................................................................323

第七节 信号设备维护工作及电务安全检测监控技术体系.........................................327

复习思考题.........................................................................................................................330

第三篇铁路运输组织及安全管理

第一章 铁路旅客运输组织.........................................................................332

第一节 绪论.............................................................................................................332

第二节 铁路旅客运输计划.............................................................................................333

第三节 铁路客运服务组织.............................................................................................336

第四节 铁路客运票务系统.............................................................................................338

复习思考题.........................................................................................................................339

第二章 铁路货物运输组织.........................................................................340

第一节 概述.............................................................................................................340

第二节 铁路货物运输种类和运输条件.........................................................................343

第三节 铁路货物运输的基本作业.................................................................................347

第四节 铁路货物集装化和集装箱运输.........................................................................351

第五节 铁路特殊条件货物运输.....................................................................................357

·III·

铁道概论

复习思考题.........................................................................................................................362

第三章 铁路行车工作组织.........................................................................363

第一节 列车.............................................................................................................363

第二节 列车开行工作组织.............................................................................................368

第三节 列车运行工作组织.............................................................................................377

第四节 车站行车工作组织.............................................................................................391

第五节 铁路运输调度指挥工作及综合性指标.............................................................396

复习思考题.........................................................................................................................402

第四章 铁路运营安全管理.........................................................................403

第一节 概述.............................................................................................................403

第二节 中国铁路运营安全管理的模式、内容与核心机制.........................................407

第三节 铁路安全法规及运营安全监督管理.................................................................415

第四节 铁路交通事故及主要安全指标.........................................................................421

第五节 铁路安全综合检测监测技术.............................................................................425

复习思考题.........................................................................................................................429

参考文献......................................................................................................430

·IV·

第

一

篇绪

论

“神运鬼输，阡陌交通”，从古至今，交通运输都是经济社会发展的重要载体，是资源、人

员流动的先决条件，与百姓生产生活息息相关。只有通过交通运输才可以将社会经济的生产、

分配、交换和消费的各个过程联结起来，使其有效运行，不断发展。同时，也只有凭借交通运

输，人们才能冲破阻隔，穿山越海，实现不同地区、国家的交流与联系。

在各种运输方式中，铁路以其具有的特点与优势，对经济社会发展起着不可替代的重要作

用。特别是具有世界现代化的铁路网和发达的高铁网的中国铁路，实现了电气化率、客运周转

量、货运发送量、换算周转量、运输密度等指标位居世界第一，正逐步“领跑”世界，成为了

展示中国综合实力的靓丽名片。

本篇将以对现代交通运输的分析为基础，对世界及中国铁路发展历程、中国铁路的分类与

管理等基础关键内容加以说明。

铁道概论

第一章现代交通运输

第一节交通运输的分类及作用

本节PPT

一交通运输及其分类

交通运输对社会经济发展和人们生活起着不可替代的作用，要研究清楚交通运输运

行规律，就需要首先明确交通运输的概念。

交通与运输是两个看似相似而实质上不同的概念，它们从不同层面发挥交通运输的

功能，共同构成交通运输的内容。

交通是以个体出行者及其集聚而成的交通现象（如交通流）为基础的，重点研究如何使

得交通基础设施能够更好地适应随时间空间而变化的交通供给与需求。因此，交通一般侧重

关注交通基础设施及其建设、运行管理与安全，通常不涉及如何利用这些基础设施去提高运

送效率。交通的核心指标，一般都和交通规划、运行管理相关，比如交通量、速度及密度等。

运输是以运输对象（人或货物）为基础的，主要研究如何安全高效地满足运输对象

位移需求的问题。即，在给定交通基础设施条件下，如何高效地进行运输组织，合理地

运用各种交通工具（或运输方式），安全、快速、经济地将人或货物运送到目的地。因

此，运输一般侧重关注较为宏观的运输对象及其运输效率与安全。运输的核心指标，一

般都与运输数量或效率相关，如客货运输量、周转量、运输能力利用率等。

简单而言，交通研究的重点是交通基础设施及其建设、运行管理与安全，运输研究

的重点则是运输对象及其运输效率与安全，由于运输服务往往要依托交通设施才能实现，

所以人们将交通与运输统称为“交通运输”，如图1-1-1所示。交通运输可定义为：以交

通网络及设施和载运工具为依托，以现代联合运输组织管理技术和信息技术为基础，以

便捷、安全、高效和经济为目标，通过一种或多种交通运输方式的协调配合，组织实现

客货运输过程的经济活动和社会活动。当运输过程通过多种交通运输方式的协调配合组

织实现时，称之为综合运输。

交通运输

交通运输

侧重关注交通基础设施及其建设、运行管理与安全侧重关注运输对象及其运输效率与安全

核心指标核心指标

交通量速度密度等客货运输量周转量运输能力利用率等

图1-1-1交通与运输

·002·

第一篇绪论

交通运输的构成要素包括：载运工具、通路、场站、动力、信号通信、运营机构及

人员、旅客及货物，如图1-1-2所示。

运营机构及

人员

通路、场站动力

信号通信

载运工具旅客、货物

图1-1-2交通运输的构成要素

交通运输的产品是在一定的时间期限内，利用一种或多种交通运输设施及工具，实

现顾客所需要的人与物的空间位移。

现代交通运输主要包括铁路、公路、水路、航空、管道五种运输方式。它们各有不

同的技术经济特征与应用范围。

二交通运输业的性质、特点及作用

1.交通运输业的性质

交通运输是人类社会一种不能缺少的需求，它使人和物发生所在位置的变化。随着

社会生产力的发展，交通工具也发生了相应的变革。图1-1-3展示了现代交通工具出现

之前陆上交通发展的简要历程。人类从利用体力、畜力开始，逐步发展到利用畜力车等

简单的交通工具，在火车等现代交通工具出现并逐步完善之前，因交通运输条件的限制，

人类的活动空间很难真正获得解放。各种现代化交通运输方式的出现，是人类社会生产

力高度发展的结果，同时也促进着人类社会进一步向前发展。

（a）靠人力搬运的交通（b）靠畜力的交通（c）靠畜力车的交通

图1-1-3现代交通工具出现之前的陆上交通

工业和农业是人类社会两个最基本的物质生产部门，而运输业同样也可以理解为是

一个物质生产部门，只是运输生产的产品不是改变劳动对象的性质和形态，而是改变旅

客和货物在空间的位置移动（位移）。

·003·

铁道概论

运输业作为一个专门担当客货运输任务的物质生产部门，是为企业与企业、企业与

供销部门、工业与农业、城市与乡村的相互联系服务的，对于国家社会经济的正常运行

和发展有着举足轻重和全局性的作用。因为，要保证社会经济的正常运行，要建立合理

的产业结构，必须有交通运输业的保证。

2.交通运输业的特点

交通运输业的特点主要体现在：产品特殊；生产消费过程同一；产品不能储存调拨；

空间广，风险大；需多方式配合；投资大，具有自然垄断特征；网络型特征；外部性特

征等方面。具体如表1-1-1所示。

表1-1-1交通运输业的特点

特点概述

交通运输的产品是旅客和货物所在地点的改变，交通运输不像工农业生产有形的产品，

产品特殊

它不改变劳动对象物理、化学或生物属性，只改变对象的空间位置

交通运输的生产过程和消费过程同时进行，对于运输供给者它是生产过程，对于运输需

生产消费过程同一

求者它是消费过程

交通运输业产品不能储存、积累，不能用调拨产品的办法来调节不同时期和不同地区对

产品不能储存调拨

运输的需要，只能用调动交通运输业的一部分生产能力，如机车车辆等移动设备来进行调剂

空间广，风险大交通运输空间范围极为广阔，绝大部分是在露天进行的，因此风险性比较大

一般需多方式配合除公路运输可实现门到门外，其他方式客货运输一般需要由几种运输方式共同完成

投资大，具有自然垄交通运输业具有投资规模大、设施专用性强、沉淀成本高等特点，基础设施的修建及交

断特征通设备的购置固定成本占比巨大，具有自然垄断特征

交通运输业是以交通网络为基础的产业，自身即具有网络型特性。同时，交通运输业具

网络型特征

有网络的规模经济型特征，即网络上总产出扩大会引起平均运输成本降低

交通运输业的发展会促进相关地区的经济发展，而且它带来的利益往往会超过其支付费

用；交通运输业又会带来环境污染，产生安全问题，改变自然，改变人们生活方式；当交

外部性特征

通拥挤超过一定程度，运输服务难以有效提供，可能产生外部成本。交通运输业所产生的

效益和成本并没有仅由交通运输经营企业承担，因此具有显著的外部性特征

3.交通运输业的地位与作用

交通运输业是国民经济的重要组成部分，是人类社会生产、经济、生活

中一个重要的行业，影响着社会生产、流通、分配和消费的各个环节，是工

交通运输业、农业、旅游业等生产能够顺利进行的必要条件，是保证人们在政治、经

建设成就济、文化、军事等方面联系交往的手段。因此，交通运输业在现代社会的各

个方面起着十分重要的作用，具体表现如图1-1-4所示。

（1）交通运输是社会经济重要的基础结构之一，是经济发展的基本需要和先决条件

完善的交通运输体系，可以为工农业提供方便而廉价的运力，有利于开发资源、加

速货物运送和社会生产的流通过程，对经济发展起着重要作用。

·004·

第一篇绪论

支撑经济促进社会推动工业支持宏观增进国际

保障国防

发展再生产发展调控交流

图1-1-4交通运输业的地位与作用

（2）交通运输是社会再生产过程中的重要环节

发达的运输业是保证工农业之间、各地区之间的可靠稳固的经济联系的必要条件，

通过交通运输，国家才能把中央和地方、沿海和内地、工业和农业、城市和乡村、生产

和消费，联结成为一个严密的有机整体，生产、分配、交换和消费必须通过运输的纽带

才能得到有机的结合。

（3）交通运输推动现代工业的发展

交通运输业不仅可以通过不断扩大人和物空间位移的规模去刺激流通，而且又刺激

其他部门生产的发展，如促进建筑业、石油化工、电力、电子、采矿和冶金业、机械加

工业等迅猛地发展，因而交通运输可强有力地推动工业和科技的进步。

（4）交通运输具有支持宏观调控的功能，保证国民经济稳定且正常地发展

交通运输不但可以保证工农业生产和内外贸易渠道的畅通，而且可以保证市场供

需的平衡。在当地供过于求的情况下，产品可以运出去，而在供不应求时，外地资源又

可以运来满足需要。交通运输业具有宏观调控的功能，从而保证了国民经济稳定、正常

发展。

（5）交通运输在国防建设与防务方面有着不可低估的作用

交通运输平时为经济建设服务，战时为军事服务。交通运输的军民两用性质非

常鲜明。高速公路可供军用飞机起降，铁路、水运大通道可保证部队的快速集结和

居民、工厂的疏散等。交通运输是联系前方和后方、运送武器弹药和粮食等物资的

保证。

（6）交通运输也是国际交流的重要桥梁和纽带

交通运输可以促进各国之间物资交换、经济发展和人民之间的友好往来，是经济全

球化的重要保证。

第二节交通运输的技术经济特征及适用范围

本节PPT

铁路、公路、水运、航空、管道等各种交通运输方式在满足人或物的空间位移的

要求上具有同一性，即安全、迅速、经济、便利、舒适。但各种运输方式所采用的技

术手段、运输工具和组织形式等各不相同，因此形成的技术性能（速度、运输能力、

连续性、保证货物完整性和旅客的安全、舒适性等）、对地理环境的适应程度以及经

济指标（如能源消耗、投资、运输费用、运输效率、环境影响等）都不尽相同。交通

运输主要技术经济指标，如图1-1-5所示。

·005·

铁道概论

各种交通运输方式的主要技术经济指标

运送能运土投环

通机连

输达安舒源输地资境

用动续

能速全适消成占水影

性性性

力度耗本用平响

图1-1-5交通运输主要技术经济指标

一各种运输方式的技术经济特征

1.运输能力

运输能力是指为完成旅客和货物运输所拥有的运输生产力，包括通过能力和输送能

力两个方面。输送能力是指不同运输方式或技术设施在一定时间内所能完成的最大客货

运输量（如铁路某条线路一年的货运量）。通过能力是指某交通线路（或区段、枢纽），

在一定时期内所能通过、输送（或编解）的载运工具数量（如铁路某条线路一昼夜开行

的列车对数）。决定运输能力的主要因素有：固定设备（线路、车站、港口、机场、仓库

等）的数量与质量；装卸、载运工具的数量和性能；作业人员的数量及其业务技术水平；

技术设备的运用方法和工作组织优化方法等。

不同运输方式的运输能力是不同的，具有各自的特点：铁路是大能力的陆上运输方

式，适用大宗、长距离运输；公路主要适用于中短途运输，其运输能力相对铁路小。以

双线高速铁路与六车道高速公路为例，两者的运输能力基本相当（如图1-1-6及分析），

而前者的占地面积仅为后者的约40%（详见土地占用部分分析），可见相似的占地规模，

铁路通行能力约为公路的2.5倍；水运尤其是海运能力最大；航空运输能力特别是货物运

输能力非常有限，适宜承担长途运输。此外，管道运输能力也较大，但能力受管径、流

速等因素影响。

（a）双线高速铁路（b）六车道高速公路

图1-1-6运输能力基本相当的双线高速铁路与六车道高速公路

运输能力基本相当的双线高速铁路与六车道高速公路：

高速铁路的列车追踪间隔时间可达3 min，每天天窗时间4 h，假定运输能力利用率为

0.8，则每天可开行的旅客列车对数为（1 440-240）×0.8/3=320（对），假定采用定员约800

人的8节编组列车，年均单向输送能力将达1.1亿人。如果采用16节编组或改用双层客车，

·006·

第一篇绪论

则可高达约2亿人。

六车道高速公路一般远景设计年限双向年平均昼夜交通量为45 000~80 000辆（折合成

小客车）。为方便比较，假定该高速公路为客运专线，大客车占20%，每车平均乘坐40人，

小客车占80%，每车平均乘坐2人，大客车和小客车的车辆折算系数为2，则年均最大单向输

送能力为（0.2×40+0.8×2）×40 000/（0.8+0.2×2）×365=117 800 000（人）≈1.2亿人。

载运工具载运量的大小可以在一定程度反映各运输方式的运输能力，各运输方式载

运量较大的客货载运工具如图1-1-7所示。从中可以看出，综合客货运输能力，铁路、

水路运输载运工具运输能力远大于民航、公路。

载重量可达约66万t

定员约6400人

世界载客量最多的邮轮：海洋和悦号

世界载重量最大的轮船：诺克·耐维斯号

定员约1200人载重量可达约2万t

载客量较多的火车：长编组“复兴号”载重量较大的火车：大秦铁路重载列车

定员约555人载重量可达约250t

世界载客量最多的飞机：空客A380空客A380视频世界载重量最大的飞机：安-225运输机安225视频

定员约75人载重量小于49t

根据《超限运输车辆行驶公路管理规定》（交通运输部令2016年第62号）

载客量较多的客车：双层大巴载重量较大的重型卡车:联合U系列580等

（a）客运（b）货运

图1-1-7各运输方式载运量较大的载运工具

2.送达速度

送达速度是指基于载运工具将所运送的对象（旅客或货物）从始发地运送到终到地

的全部时间所算得的平均运送速度。各种运输方式的送达速度范围如图1-1-8所示。从

中可以看出：航空运输送达速度最高，最高可达约1000km/h；其次是铁路运输，送达

速度最高可达约350km/h；公路的送达速度最高可达约120km/h；水运和管道相对而

言，送达速度较低。

3.安全舒适

安全是旅客最为关心的因素，也是衡量客运服务的质量标准。据有关资料统计，铁

路、公路、水路、航空运输的旅客事故率（单位旅客周转量的旅客死亡人数）之比大致

为1∶565∶209∶1.3，如图1-1-9所示，可见铁路、航空都是非常安全的运输方式，而公

路、水路运输相对事故率偏高。

舒适也是旅客最为看重的标准。图1-1-10所示为铁路高速列车的座席，从中可见，

铁路的高速列车整洁雅致、工作生活设施齐全、车厢宽敞、座席舒适、旅客占有的活动

空间较大，舒适性较高。

4.能源消耗

据统计，中国交通运输行业能源消耗量占能耗总量的约1/8，其中成品油消耗量占全国

·007·

铁道概论

成品油消耗总量的约1/2。铁路与其他运输方式平均能耗对比如图1-1-11所示，可见，铁路

单位运输周转量能耗[2018年单位运输周转量主营综合能耗约2.93×10-2kW·h/（t·km）]

约为公路的20%，民航的8%。同时，铁路电气化率较高（截至2018年底已达到72.3%）

并仍在进一步提高，能够充分使用电能这一来源广泛的清洁能源，在能源消耗方面具有

较大优势。

20001000600565

500

1500400

1000300

209

800200

500350100

1201

80401501.3

040303

航空运输铁路运输公路运输水运管道运输铁路运输公路运输水路运输航空运输

图1-1-8各种运输方式的送达速度范围图1-1-9不同运输方式的旅客事故率 

（单位：km/h）（单位：倍）

注：根据2018年旅客死亡人数及旅客周转量数据计算，

其中铁路、航空旅客死亡人数取近10年平均值计算

（2018年实际为0）。

（a）商务座（b）一等座（c）二等座

图1-1-10铁路高速列车不同类别座席

12.95.运输成本

航空运输成本是交通运输业的一个综合性指标，

4.6

受多种因素的影响，需根据具体情况进行分析。

公路

1在运输成本中，如果与运输无关的支出所占比重

较大时，则运输成本受运输密度的影响较大。运

铁路

输距离对运输成本也有很大影响，一般运输距离

0.7

越长，单位距离运行费用越低。此外，运载量的

管道

0.6大小同样影响运输成本，载重量较大的运输工具

一般来说其运输成本较低，水运在这方面居于有

水路

利地位。一般来讲，水运及管道运输成本最低，

图1-1-11各种运输方式平均能耗对比

其次是铁路，再次是公路，航空运输成本最高。

（单位：倍）

近年来，我国铁路、公路、水路、航空运输的单

注：为2018年数据，根据不同运输方式燃油、电

力消耗、客货周转量统计数据等资料综合比较计算位周转量的运输费用之比约为1∶12.7∶0.5∶21.5，

得出。如图1-1-12所示，从中可见，铁路运输的成本虽

较水运高，但仅约为公路的8%、航空的5%，总体而言处于较低水平。同时，运输行业

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第一篇绪论

的总成本不仅仅是运营所发生的支出，还包括环境污染、事故损失、交通堵塞等造成的

外部成本。铁路运输的外部成本远远低于公路和航空，社会成本较低。

6.土地占用

交通运输行业是用地大户，而且往往越是人口密度高、土地紧缺的地区，运输线路、站

场就越密集。与其他陆上交通方式相比，铁路占用土地少，具有明显的优势。如六车道高

速公路与双线高速铁路的运输能力基本相当（详见运输能力部分分析），而前者占用路

基宽度约29.5~34.5m〔《公路工程技术标准》（JTGB01—2014）〕，后者占用路基宽度约

13.2~13.8m〔《高速铁路设计规范》（TB10621—2014）〕，高速铁路路基宽度和单位长度土地占

用量仅为相似运输能力的高速公路的约40%，如图1-1-13所示。此外，新建铁路，特别是高

速铁路通过采用“以桥代路”的方式，可以进一步降低土地使用量，节约宝贵的土地资源。

25

21.5

20

15

12.7

10

5

10.5

0

铁路运输公路运输水路运输航空运输

图1-1-12不同运输方式的单位运输成本比例对

比（单位：倍）图1-1-13铁路、公路占地规模比较

注：数据源于《中国物流年鉴》《中国统计年鉴》的相关统计。

7.投资水平

各种运输方式均需要投入大量的人力和物力，投资额大而且工期长，因此具有资

本密集型特征。各种运输方式由于其技术设备的构成不同，在投资总额、投资期限、

初期投资的金额、线路基建投资和载运工具投资方面也各有差异。水路、航空运输

是利用天然航道或航路进行的，线路投资远低于铁路、公路（水路投资主要在船舶、

码头，航空投资主要在飞机、机场）。对于铁路、公路投资而言，可通过表1-1-2所

示相近年度不同铁路、公路投资水平进行比较。从中可见，铁路单位里程投资明显高

于公路，铁路、公路单位运力平均投资分别为0.94元/（t·km）和0.79元/（t·km），

两者基本相当。

如图1-1-14所示为不同运输方式部分载运工具价格，从中可见，公路载运工具投资

最低，铁路、水运次之，航空最高。

表1-1-2不同铁路、公路投资水平的比较